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发明问题解决理论:TRIZ(二)(图)
发布时间:2008-02-29      Z--作者:檀润华,王庆禹,苑彩云,段国林

                        ———TRIZ过程、工具及发展趋势

   摘要:介绍TRIZ解决发明问题的过程及物质-场分析、标准解、冲突及其描述、冲突解决原理、ARIZ算法等主要工具。提出建立物质-场分析的新型符号系统、完善冲突及解决理论、更新ARIZ算法及TRIZQFD、稳健设计等集成是其发展趋势。

    关键词:TRIZ;过程;工具;趋势

    3 解的级别

    TRIZ的一个重要成果是认为产品有级别,产品由低级向高级的方向发展。由于这种发展,产品才一直占领老市场或又赢得新市场。Altshuller通过研究,依据问题的难易程度、知识来源等,将产品或问题的解分为如下5个级别。

    1(Level 1):通常的设计问题,或对已有系统的简单改进。设计人员自身的经验即可解决,不需要创新。大约32%的解属于该范围。

    2(Level 2):通过解决一个技术冲突,对已有系统进行少量的改进。采用行业中已有的方法即可完成。解决该类问题的传统方法是折衷法。大约有45%的解属于该范围。

    3(Level 3):对已有系统有根本性的改进。要采用本行业以外已有的方法解决,要解决冲突。大约有18%的解属于该范围。

    4(Level 4):采用全新的原理完成已有系统基本功能的新解。解的发现主要是从科学的角度,而不是从工程的角度。大约有4%的解属于该类。

    5(Level 5):罕见的科学原理导致一种新系统的发明。大约有1%属于该类。

Altshuller同时注意到产品从低级向高级进化过程中,高级别解的产生需要更多的知识及更多的可选解。表1是他的发现的一个总结。

  表1表明,工程中所遇到绝大多数问题,已被前人在其它地方或其它领域解决了。假如设计人员能按照通往取得理想解的路径,从低级开始,依据他们自己的知识与经验,向高级方向努力,可从公司、本行业及其它行业已存在的知识与经验中获得大量的解。

    4 物质-场分析

Altshuller对发明问题解决理论的供献之一,是提出了功能的物质-(substance-field)描述方法与模型。其原理为,所有的功能都可分解为两种物质及一种场,即一种功能由两种物质及一种场的三元件组成。产品是功能的一种实现,因此,可用物质-场分析产品的功能,这种分析方法是TRIZ的工具之一。其模型为图2所示。

 

2 物质-场模型

物质S1可以是被控粒子、材料和物体或过程,物质S2是控制S1的工具或物体,场F是用于S1S2之间相互作用的能量,如机械能、液压能、电磁能等。图2可解释为,能量F作用于工具S2,使S2变换S1。依据该模型,Altshuller等提出了76种标准解,并分为如下5类:

(1)不改变或仅少量改变已有系统:13种标准解;

(2)改变已有系统:23种标准解;

(3)系统传递:6种标准解;

(4)检查与测量:17种标准解;

(5)简化与改善策略:17种标准解。

由已有系统的特定问题,将标准解变为特定的解即为新概念。